Android Service完整实现流程分析
失落夏天 人气:0前言
一开始的目标是解决各种各样的ANR问题的，我们知道，ANR总体上分有四种类型，这四种类型有三种是和四大组件相对应的，所以，如果想了解ANR发生的根因，对安卓四大组件的实现流程是必须要了解的，都不明白ANR如何触发的，怎么能完美的解决ANR的问题呢？
所以会写一系列的文章，来分析四大组建的实现原理，同时也顺带讲解四种类型的ANR是如何发生的。
本篇主要介绍service的完整实现流程，下一篇文章介绍Service中的ANR是如何产生的。
一.APP侧启动Service
其实启动service和启动Activity是很相似的，都是APP通知系统侧，由系统侧完成的整个流程。
1.1前台和后台启动
无论是Activity，还是service，还是Application，都继承自Context的抽象类，所以可以使用Context的各种功能，就比如这了要介绍的启动前台/后台service。
Context在安卓中，使用了一种典型的代理模式，我们调用的startService或者startForegroundService方法，最终都会委托给ContextImpl中的startService和startForegroundService来处理的。我们就来看下ContextImpl中的这两个方法：
@Override
public ComponentName startService(Intent service) {
warnIfCallingFromSystemProcess();
return startServiceCommon(service, false, mUser);
}
@Override
public ComponentName startForegroundService(Intent service) {
warnIfCallingFromSystemProcess();
return startServiceCommon(service, true, mUser);
}果然和我猜测的差不多，无论前台还是后台启动，其实最终都会走到一个方法中，只是配置参数的区别而已。最终都会走执行startServiceCommon方法。
1.2startServiceCommon
该方法中，通过binder通知系统的AMS完成对应的service的启动操作：
ComponentName cn = ActivityManager.getService().startService(
mMainThread.getApplicationThread(), service,
service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()), requireForeground,
getOpPackageName(), getAttributionTag(), user.getIdentifier());接下来，我们就看下系统侧是如何处理Service启动流程的。
二.系统侧分发处理Service的启动逻辑
系统侧的处理我主要分为3块来讲：
1.系统接受APP侧的通知并转发
2.系统侧委托ActiveServices负责完成的处理流程
3.收到APP侧执行完成的回调，进行收尾操作
2.1AMS接受启动service的通知
APP侧持有system_server进程的binder，上面讲到，它会通过binder方法startService完成对系统侧的通知。所以AMS的startService会收到这个通知。
我们看下代码，发现AMS会把整个service的逻辑全部交由ActiveServices来处理，代码如下：
try {
res = mServices.startServiceLocked(caller, service,
resolvedType, callingPid, callingUid,
requireForeground, callingPackage, callingFeatureId, userId);
} finally {
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}系统代码startServiceLocked方法中，代码虽然很长，但是却遵循着一个不变的宗旨：位语句，即前面处理各种异常的分支逻辑，把核心流程留到方法的最终来处理。
所以我们直接看startServiceLocked方法的最后一部分即可：
final ComponentName realResult =
startServiceInnerLocked(r, service, callingUid, callingPid, fgRequired, callerFg,
allowBackgroundActivityStarts, backgroundActivityStartsToken);startServiceInnerLocked方法中，处理逻辑也是比较简单的，最终会交给bringUpServiceLocked方法来进行处理。而bringUpServiceLocked方法中则最终会交给realStartServiceLocked完成整个流程。好像系统代码都喜喜欢用realStart，Activity启动的流程中也有一个方法叫realStartActivity。
2.2realStartServiceLocked流程
realStartServiceLocked方法中，我们总结为三个流程：
1.bumpServiceExecutingLocked，启动超时检查。
2.thread.scheduleCreateService通知APP一侧去创建Service。
3.sendServiceArgsLocked通知APP执行Service的生命流程。
private void realStartServiceLocked(ServiceRecord r, ProcessRecord app,
IApplicationThread thread, int pid, UidRecord uidRecord, boolean execInFg,
boolean enqueueOomAdj) throws RemoteException {
//1.启动超时检查
bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "create", null /* oomAdjReason */);
...
//2.通知APP创建service
thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,
mAm.compatibilityInfoForPackage(r.serviceInfo.applicationInfo),
app.mState.getReportedProcState());
r.postNotification();
created = true;
...
//3.通知执行service生命流程
sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);
...
}三.系统侧通知APP启动Service
一般情况下，APP侧会收到系统侧发过来两种类型的通知，
第一种：创建Service的任务通知
第二种：执行Service生命流程的通知，通知Service执行onStartCommand方法。
ApplicationThread接受通知并创建Service
系统侧持有APP侧的binder，会通过scheduleCreateService这个binder方法通知APP一侧进行相应的操作。而APP侧，完成这个工作接收的就是ApplicationThread中的scheduleCreateService方法。该方法收到通知后，通过handler切换到主线程处理：
public final void scheduleCreateService(IBinder token,
ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) {
updateProcessState(processState, false);
CreateServiceData s = new CreateServiceData();
s.token = token;
s.info = info;
s.compatInfo = compatInfo;
sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);
}handle中，会切换到主线程执行ActivityThread的handleCreateService方法。
主要执行了如下的几段逻辑：
1.如果是首次创建App进程的话，则需要重新创建Application；
2.创建Service对象；
3.调用service的attach方法进行关联；
4.调用service的onCreate生命周期方法；
5.创建完成后，通过serviceDoneExecuting通知系统侧创建完成。
try {
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Creating service " + data.info.name);
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
final java.lang.ClassLoader cl;
if (data.info.splitName != null) {
cl = packageInfo.getSplitClassLoader(data.info.splitName);
} else {
cl = packageInfo.getClassLoader();
}
service = packageInfo.getAppFactory()
.instantiateService(cl, data.info.name, data.intent);
ContextImpl context = ContextImpl.getImpl(service
.createServiceBaseContext(this, packageInfo));
if (data.info.splitName != null) {
context = (ContextImpl) context.createContextForSplit(data.info.splitName);
}
if (data.info.attributionTags != null && data.info.attributionTags.length > 0) {
final String attributionTag = data.info.attributionTags[0];
context = (ContextImpl) context.createAttributionContext(attributionTag);
}
// Service resources must be initialized with the same loaders as the application
// context.
context.getResources().addLoaders(
app.getResources().getLoaders().toArray(new ResourcesLoader[0]));
context.setOuterContext(service);
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
ActivityManager.getService());
service.onCreate();
mServicesData.put(data.token, data);
mServices.put(data.token, service);
try {
ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(
data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
}ApplicationThread接受通知并执行Service的生命流程
同样的，这里完成接受的是，仍然是ApplicationThread中的方法。这个流程中的接受方法是scheduleServiceArgs方法。
ApplicationThread中，收到通知后，通过handler把任务转交到主线程。
public final void scheduleServiceArgs(IBinder token, ParceledListSlice args) {
List<ServiceStartArgs> list = args.getList();
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
ServiceStartArgs ssa = list.get(i);
ServiceArgsData s = new ServiceArgsData();
s.token = token;
s.taskRemoved = ssa.taskRemoved;
s.startId = ssa.startId;
s.flags = ssa.flags;
s.args = ssa.args;
sendMessage(H.SERVICE_ARGS, s);
}
}接下来handler中切换到主线程会执行ActivityThread的handleServiceArgs方法。
handleServiceArgs方法主要会完成以下几件事：
1.找到对应的service，调用起onStartCommand方法；
2.通知系统侧回调完成。
private void handleServiceArgs(ServiceArgsData data) {
CreateServiceData createData = mServicesData.get(data.token);
Service s = mServices.get(data.token);
if (s != null) {
try {
if (data.args != null) {
data.args.setExtrasClassLoader(s.getClassLoader());
data.args.prepareToEnterProcess(isProtectedComponent(createData.info),
s.getAttributionSource());
}
int res;
if (!data.taskRemoved) {
res = s.onStartCommand(data.args, data.flags, data.startId);
} else {
s.onTaskRemoved(data.args);
res = Service.START_TASK_REMOVED_COMPLETE;
}
QueuedWork.waitToFinish();
try {
ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(
data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_START, data.startId, res);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
} catch (Exception e) {
if (!mInstrumentation.onException(s, e)) {
throw new RuntimeException(
"Unable to start service " + s
+ " with " + data.args + ": " + e.toString(), e);
}
}
}
}发我们发现，不论是创建service，还是通知执行service的生命流程，最终都执行了一个完成的通知，这有何意图呢？是的，这个意图就是和ANR相关的，我们下一章来讲了。
四.总结
前面一一讲了实现的原理，我们最后再来做一个总结，尽量用一张图+几句话的方式来概括。
1.无论前台启动还是后台启动，最终都会走到ContextImpl这个最终实现类中的方法，完成和AMS的交互。
2.AMS中主要是ActiveServices完成的整个流程。其核心方法是realStartServiceLocked。
他首先启动一个延时消息，通过延时消息进行超时的监测。
然后通知APP去生成Service。
通知APP侧去完成Service的生命周期流程onStartCommand。
3.收到APP侧执行完成的通知后，则取消注册延时消息。
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